Kompozitinių medžiagų žaliavos yra derva, pluoštas ir šerdies medžiaga ir kt.Yra daug pasirinkimų, ir kiekviena medžiaga turi savo unikalų stiprumą, standumą, tvirtumą ir šiluminį stabilumą, taip pat skiriasi jos kaina ir našumas.
Tačiau visa kompozicinė medžiaga, jos galutinis veikimas yra susijęs ne tik su dervos matrica ir pluoštais (ir pagrindine medžiaga daugiasluoksnėje struktūroje), bet ir glaudžiai susiję su projektavimo metodu ir konstrukcijoje esančių medžiagų gamybos procesu. .
Šiame straipsnyje bus pristatyti dažniausiai naudojami kompozitų gamybos metodai, pagrindiniai kiekvieno metodo įtakos veiksniai ir kaip pasirinkti žaliavas įvairiems procesams.
Metodo aprašymas:Liejimo procesas, kurio metu susmulkinta pluoštu sustiprinta medžiaga ir dervos sistema purškiami į formą tuo pačiu metu, o po to kietinami esant normaliam slėgiui, kad susidarytų termoreaktingas kompozicinis produktas.
medžiagų pasirinkimas:
Derva: daugiausia poliesteris
Pluoštas: stambaus stiklo pluošto verpalai
Pagrindinė medžiaga: Nėra, reikia atskirai derinti su laminatėmis
Pagrindinis privalumas:
1) Meistriškumas turi ilgą istoriją
2) Maža kaina, greitas pluošto ir dervos klojimas
3) Maža pelėsių kaina
Pagrindiniai trūkumai:
1) Iš laminuotos plokštės lengva suformuoti derva praturtintą plotą, o svoris yra gana didelis
2) Galima naudoti tik susmulkintus pluoštus, o tai labai apriboja laminatų mechanines savybes
3) Siekiant palengvinti purškimą, dervos klampumas turi būti pakankamai mažas, kad prarastų kompozitinės medžiagos mechanines ir šilumines savybes.
4) Didelis stireno kiekis purškiamoje dervoje reiškia didesnį potencialų pavojų operatoriams, o mažas klampumas reiškia, kad derva lengvai prasiskverbia per darbuotojų darbo drabužius ir tiesiogiai liečiasi su oda.
5) Ore išgarinto stireno koncentracija sunkiai atitinka teisės aktų reikalavimus
tipinis pritaikymas:
Paprastos tvoros, mažos apkrovos konstrukcinės plokštės, tokios kaip kabrioletų kėbulai, sunkvežimių apdangalai, vonios ir mažos valtys
Metodo aprašymas:Rankiniu būdu impregnuokite pluoštus derva.Pluoštai gali būti sutvirtinti audžiant, pinant, siuvant ar surišant.Rankinis klojimas dažniausiai atliekamas voleliais arba šepečiais, o tada derva išspaudžiama guminiu voleliu, kad prasiskverbtų į pluoštus.Laminatai buvo sukietinti esant normaliam slėgiui.
medžiagų pasirinkimas:
Derva: nereikalaujama, epoksidinė derva, poliesteris, polivinilo esteris, fenolio derva yra priimtini
Pluoštas: nereikalaujama, tačiau į didesnio bazinio svorio aramido pluoštą sunku prasiskverbti, kai klojamas rankomis
Pagrindinė medžiaga: nereikalaujama
Pagrindinis privalumas:
1) Meistriškumas turi ilgą istoriją
2) Lengva išmokti
3) Jei naudojama kambario temperatūros kietėjimo derva, pelėsių kaina yra maža
4) Didelis medžiagų ir tiekėjų pasirinkimas
5) Didelis pluošto kiekis, naudojami pluoštai yra ilgesni nei purškimo procesas
Pagrindiniai trūkumai:
1) Dervos maišymas, dervos kiekis ir laminatų kokybė yra glaudžiai susiję su operatorių įgūdžiais, sunku gauti laminatus su mažu dervos kiekiu ir mažu poringumu
2) dervos keliami pavojai sveikatai ir saugai.Kuo mažesnė rankų klojimo dervos molekulinė masė, tuo didesnė galima grėsmė sveikatai.Kuo mažesnis klampumas, tuo lengviau derva prasiskverbia į darbuotojų darbo drabužius ir tiesiogiai liečiasi su oda
3) Jei neįrengta gera vėdinimo įranga, iš poliesterio ir polivinilo esterio išgarinto stireno koncentracija ore sunkiai atitiks teisės aktų reikalavimus.
4) Rankinio klojimo dervos klampumas turi būti labai mažas, todėl stireno ar kitų tirpiklių kiekis turi būti didelis, todėl prarandamos mechaninės/šilumos kompozitinės medžiagos savybės.
Tipiškos programos:standartinės vėjo turbinų mentės, masinės gamybos valtys, architektūriniai modeliai
3. Vakuuminio maišelio procesas
Metodo aprašymas:Vakuuminio maišelio procesas yra pirmiau minėto rankų klojimo proceso pratęsimas, ty ant formos užklijuojamas plastikinės plėvelės sluoksnis, kad būtų vakuumuojamas rankomis klojamas laminatas, o laminatas veikia atmosferos slėgį, kad būtų pasiektas. išmetimo ir sutankinimo poveikis.Gerinti kompozitinių medžiagų kokybę.
medžiagų pasirinkimas:
Derva: daugiausia epoksidinė ir fenolio derva, poliesteris ir polivinilo esteris netinka, nes juose yra stireno, kuris išgaruoja į vakuuminį siurblį
Pluoštas: Nereikalaujama, net ir didelio bazinio svorio pluoštai gali būti sudrėkinti esant slėgiui
Pagrindinė medžiaga: nereikalaujama
Pagrindinis privalumas:
1) Galima pasiekti didesnį pluošto kiekį nei įprastas rankų klojimo procesas
2) Akytumas yra mažesnis nei standartinis rankų klojimo procesas
3) Esant neigiamam slėgiui, visas dervos srautas pagerina pluoštų drėkinimo laipsnį.Žinoma, dalį dervos sugers vakuuminės eksploatacinės medžiagos
4) Sveikata ir sauga: Vakuuminio maišelio procesas gali sumažinti lakiųjų medžiagų išsiskyrimą kietėjimo metu
Pagrindiniai trūkumai:
1) Papildomi procesai padidina darbo sąnaudas ir vienkartines vakuuminių maišelių medžiagas
2) Aukštesni techniniai reikalavimai operatoriams
3) Dervos maišymo ir dervos kiekio kontrolė labai priklauso nuo operatoriaus įgūdžių
4) Nors vakuuminis maišelis sumažina lakiųjų medžiagų išsiskyrimą, grėsmė naudotojo sveikatai vis tiek yra didesnė nei infuzijos ar paruošimo proceso metu.
Tipiškos programos:didelio masto vienkartinės riboto leidimo jachtos, lenktyninių automobilių dalys, pagrindinių medžiagų klijavimas laivų statyboje
Deyang Yaosheng Composite Material Co., Ltd.yra profesionali įmonė, gaminanti įvairius stiklo pluošto gaminius.Bendrovė daugiausia gamina stiklo pluošto pusverpalio, stiklo pluošto kapotų pluoštų kilimėlį, stiklo pluošto audinį / pusverpalio audinį / jūrinį audinį ir tt Nedvejodami susisiekite su mumis.
Tel.: +86 15283895376
Whatsapp: +86 15283895376
Email: yaoshengfiberglass@gmail.com
Metodo aprašymas:Apvijos procesas iš esmės naudojamas tuščiavidurių, apvalių arba ovalių konstrukcijų dalių, tokių kaip vamzdžiai ir rezervuarai, gamybai.Po to, kai pluošto pluoštas yra impregnuotas derva, jis yra suvyniotas ant įtvaro įvairiomis kryptimis, o procesą valdo vyniojimo mašina ir įtvaro greitis.
medžiagų pasirinkimas:
Derva: nereikalaujama, pavyzdžiui, epoksidinė derva, poliesteris, polivinilo esteris ir fenolio derva ir kt.
Pluoštas: nereikalaujama, naudokite tiesiogiai pluošto pluošto pluoštą, nereikia austi ar siūti į pluoštinį audinį
Pagrindinė medžiaga: nereikalaujama, tačiau oda dažniausiai yra vieno sluoksnio kompozicinė medžiaga
Pagrindinis privalumas:
1) Gamybos greitis yra greitas, o tai yra ekonomiškas ir pagrįstas sluoksniavimo būdas
2) Dervos kiekį galima kontroliuoti išmatuojant dervos kiekį, kurį perneša pluošto pluoštas, einantis per dervos baką
3) Sumažinkite pluošto sąnaudas, be tarpinio audimo proceso
4) Struktūrinės savybės yra puikios, nes linijinius pluošto pluoštus galima kloti įvairiomis laikančiomis kryptimis
Pagrindiniai trūkumai:
1) Šis procesas apsiriboja apskritomis tuščiavidurėmis konstrukcijomis
2) Pluoštus nėra lengva tiksliai išdėstyti komponento ašine kryptimi
3) Stambių konstrukcinių dalių įtvaro formos kaina yra gana didelė
4) Išorinis konstrukcijos paviršius nėra formos paviršius, todėl estetika yra prasta
5) Naudojant mažo klampumo dervą, reikia atkreipti dėmesį į chemines savybes ir sveikatos bei saugos veiksmingumą
Tipiškos programos:cheminių medžiagų laikymo rezervuarai ir tiekimo vamzdžiai, balionai, ugniagesių kvėpavimo rezervuarai
Metodo aprašymas:Pluošto pluoštas, ištrauktas iš ritinėlio, panardinamas ir praleidžiamas per šildymo plokštę, o derva prasiskverbia į pluoštą ant šildymo plokštės, o dervos kiekis kontroliuojamas, o galiausiai medžiaga sukietėja į reikiamą formą;šis fiksuotos formos sukietintas gaminys yra mechaniškai supjaustytas įvairaus ilgio.Pluoštai taip pat gali patekti į kaitvietę ne 0 laipsnių kryptimis.
Pultrusija yra nenutrūkstamas gamybos procesas, o gaminio skerspjūvis paprastai turi fiksuotą formą, leidžiančią šiek tiek pakeisti.Pritvirtinkite iš anksto sudrėkintą medžiagą, praeinančią per kaitlentę, ir paskleiskite ją į formą, kad nedelsiant sukietėtų.Nors šio proceso tęstinumas yra prastas, jis gali pakeisti skerspjūvio formą.
medžiagų pasirinkimas:
Derva: paprastai epoksidinė derva, poliesteris, polivinilo esteris ir fenolio derva ir kt.
Pluoštas: nereikalaujama
Pagrindinė medžiaga: nenaudojama
Pagrindinis privalumas:
1) Gamybos greitis yra greitas, o tai ekonomiškas ir pagrįstas būdas iš anksto sudrėkinti ir sukietinti medžiagas
2) Tikslus dervos kiekio kontrolė
3) Sumažinkite pluošto sąnaudas, be tarpinio audimo proceso
4) Puikus struktūrinis veikimas, nes pluošto pluoštai yra išdėstyti tiesia linija, o pluošto tūrio dalis yra didelė
5) Pluošto infiltracijos sritis gali būti visiškai užsandarinta, kad būtų sumažintas lakiųjų medžiagų išsiskyrimas
Pagrindiniai trūkumai:
1) Šis procesas riboja skerspjūvio formą
2) Šildymo plokštės kaina yra gana didelė
Tipiškos programos:Sijos ir santvaros namų konstrukcijoms, tiltams, kopėčioms ir tvoroms
6. Dervos perkėlimo liejimas (RTM)
Metodo aprašymas:Sudėkite sausus pluoštus į apatinę formą, iš anksto paspauskite, kad pluoštai kuo labiau atitiktų formos formą, ir suklijuokite;tada pritvirtinkite viršutinę formą prie apatinės formos, kad susidarytumėte ertmę, tada įpurškite dervą į formos ertmę.
Paprastai naudojamas vakuuminis dervos įpurškimas ir pluoštų infiltracija, ty vakuuminis dervos infuzijos procesas (VARI).Užbaigus pluošto infiltraciją, dervos įvedimo vožtuvas uždaromas ir kompozitas sukietėja.Dervos įpurškimas ir kietėjimas gali būti atliekamas kambario temperatūroje arba kaitinant.
medžiagų pasirinkimas:
Derva: paprastai epoksidinė derva, poliesteris, polivinilo esteris ir fenolio derva, bismaleimido derva gali būti naudojama aukštoje temperatūroje
Pluoštas: nereikalaujama.Šiam procesui labiau tinka dygsniuoti pluoštai, nes pluošto ryšulių tarpai palengvina dervos pernešimą;yra specialiai sukurti pluoštai, palengvinantys dervos tekėjimą
Pagrindinė medžiaga: korio putos netinka, nes korio ląstelės bus užpildytos derva, o dėl slėgio putos subyrės.
Pagrindinis privalumas:
1) Didelė pluošto tūrio dalis ir mažas poringumas
2) Kadangi derva yra visiškai sandari, ji yra sveika ir saugi, o darbo aplinka yra švari ir tvarkinga
3) Sumažinti darbo jėgos naudojimą
4) Viršutinė ir apatinė konstrukcinės dalies pusės yra formos paviršiai, kuriuos lengva vėliau apdoroti
Pagrindiniai trūkumai:
1) Kartu naudojama forma yra brangi, o norint atlaikyti didesnį slėgį, ji yra sunki ir gana sudėtinga
2) Apribota smulkių dalių gamyba
3) Nedrėkintos vietos gali atsirasti, todėl susidaro daug laužo
Tipiškos programos:mažų ir sudėtingų erdvėlaivių ir automobilių dalys, traukinių sėdynės
7. Kiti perfuziniai procesai – SCRIMP, RIFT, VARTM ir kt.
Metodo aprašymas:Padėkite sausus pluoštus panašiai kaip RTM procese, tada uždėkite atlaisvinimo audinį ir drenažo tinklą.Užbaigus klojimą, jis visiškai užsandarinamas vakuuminiu maišeliu, o kai vakuumas pasiekia tam tikrą reikalavimą, derva įvedama į visą klojimo konstrukciją.Dervos pasiskirstymas laminate pasiekiamas nukreipiant dervos srautą per kreipiamąjį tinklą, o galiausiai sausi pluoštai visiškai įsiskverbia iš viršaus į apačią.
medžiagų pasirinkimas:
Derva: dažniausiai epoksidinė, poliesterio, polivinilo esterio derva
Pluoštas: bet koks įprastas pluoštas.Šiam procesui geriau tinka susiūti pluoštai, nes pluošto pluošto tarpai pagreitina dervos pernešimą
Pagrindinė medžiaga: korio putplastis netaikomas
Pagrindinis privalumas:
1) Tas pats kaip RTM procesas, tačiau tik viena pusė yra pelėsių paviršius
2) Viena formos pusė yra vakuuminis maišelis, kuris labai sutaupo formos kainą ir sumažina reikalavimą, kad forma atlaikytų slėgį
3) Didelės konstrukcinės dalys taip pat gali turėti didelę pluošto tūrio dalį ir mažą poringumą
4) Šiam procesui po modifikavimo galima naudoti standartinę rankinio klojimo proceso formą
5) Sumuštinių konstrukcija gali būti formuojama vienu metu
Pagrindiniai trūkumai:
1) Didelėms konstrukcijoms procesas yra gana sudėtingas, todėl negalima išvengti remonto
2) Dervos klampumas turi būti labai mažas, todėl sumažėja ir mechaninės savybės
3) Nedrėkintos vietos gali atsirasti, todėl susidaro daug laužo
Tipiškos programos:Bandomoji mažų valčių, traukinių ir sunkvežimių kėbulo plokščių, vėjo turbinų menčių gamyba
8. Prepreg – autoklavo procesas
Metodo aprašymas:Pluoštą arba pluoštinį audinį medžiagos gamintojas iš anksto impregnuoja derva, kurioje yra katalizatoriaus, o gamybos būdas yra aukštos temperatūros ir aukšto slėgio metodas arba tirpinimo tirpikliu metodas.Katalizatorius yra latentinis kambario temperatūroje, todėl medžiaga galioja savaites ar mėnesius kambario temperatūroje;šaldymas gali prailginti jo galiojimo laiką.
Prepregas gali būti dedamas rankomis arba mašina ant formos paviršiaus, tada uždengiamas vakuuminiu maišeliu ir kaitinamas iki 120-180°C.Po kaitinimo derva gali vėl tekėti ir galiausiai sukietėti.Papildomam medžiagos slėgiui, paprastai iki 5 atmosferų, gali būti naudojamas autoklavas.
medžiagų pasirinkimas:
Derva: paprastai taip pat gali būti naudojama epoksidinė derva, poliesteris, fenolio derva, aukštai temperatūrai atspari derva, tokia kaip poliimidas, cianato esteris ir bismaleimidas
Pluoštas: nereikalaujama.Galima naudoti pluošto ryšulį arba pluošto audinį
Pagrindinė medžiaga: nereikalaujama, tačiau putplastis turi būti atsparus aukštai temperatūrai ir aukštam slėgiui
Pagrindinis privalumas:
1) Dervos ir kietiklio santykį ir dervos kiekį tiksliai nustato tiekėjas, labai lengva gauti laminatus su dideliu pluošto kiekiu ir mažu poringumu
2) Medžiaga pasižymi puikiomis sveikatos ir saugos savybėmis, o darbo aplinka yra švari, todėl galima sutaupyti automatizavimo ir darbo sąnaudų
3) Vienkrypčių medžiagų pluoštų kaina yra sumažinta ir nereikia jokio tarpinio proceso, norint įpinti pluoštą į audinį
4) Gamybos procesui reikalinga aukšto klampumo ir gero drėkinimo derva, taip pat optimizuotos mechaninės ir šiluminės savybės
5) Pailgintas darbo laikas kambario temperatūroje reiškia, kad taip pat lengva pasiekti struktūrinį optimizavimą ir sudėtingų formų išdėstymą.
6) Galimas automatizavimo ir darbo sąnaudų taupymas
Pagrindiniai trūkumai:
1) Medžiagų sąnaudos didėja, tačiau tai neišvengiama siekiant atitikti taikymo reikalavimus
2) Norint užbaigti kietėjimą, reikalingas autoklavas, kuris turi didelę kainą, ilgą veikimo laiką ir dydžio apribojimus
3) Forma turi atlaikyti aukštą proceso temperatūrą, o pagrindinė medžiaga turi tokius pačius reikalavimus
4) Storesnėms dalims būtinas išankstinis vakuumas klojant prepregus, kad būtų pašalintos tarpsluoksnio oro burbuliukai.
Tipiškos programos:erdvėlaivių konstrukcinės dalys (pavyzdžiui, sparnai ir uodegos), F1 lenktyniniai automobiliai
9. Prepreg – neautoklavinis procesas
Metodo aprašymas:Žemoje temperatūroje kietėjančio preprego gamybos procesas yra visiškai toks pat, kaip ir autoklavinio preprego, skirtumas tas, kad dervos cheminės savybės leidžia kietėti 60-120°C temperatūroje.
Kietinant žemoje temperatūroje 60°C, medžiagos darbo laikas yra tik viena savaitė;aukštos temperatūros katalizatoriams (>80°C) darbo laikas gali siekti kelis mėnesius.Dervos sistemos sklandumas leidžia kietinti naudojant tik vakuuminius maišelius, nenaudojant autoklavų.
medžiagų pasirinkimas:
Derva: Paprastai tik epoksidinė derva
Pluoštas: nereikalaujama, kaip ir tradicinis prepreg
Pagrindinė medžiaga: nereikalaujama, tačiau naudojant standartines PVC putas, reikia atkreipti ypatingą dėmesį
Pagrindinis privalumas:
1) Jis turi visus tradicinio autoklavo preprego privalumus ((i.))-((vi.))
2) Pelėsių medžiaga yra pigi, pavyzdžiui, mediena, nes kietėjimo temperatūra yra žema
3) Didelių konstrukcinių dalių gamybos procesas yra supaprastintas, tereikia slėgti vakuuminį maišelį, cirkuliuoti orkaitės karštą orą arba pačios formos karšto oro šildymo sistemą, kad atitiktų kietėjimo reikalavimus.
4) Taip pat gali būti naudojamos įprastos putplasčio medžiagos, o procesas yra brandesnis
5) Palyginti su autoklavu, energijos suvartojimas yra mažesnis
6) Pažangi technologija užtikrina gerą matmenų tikslumą ir pakartojamumą
Pagrindiniai trūkumai:
1) Medžiagos kaina vis dar yra didesnė nei sauso pluošto, nors dervos kaina yra mažesnė nei aviacijos ir kosmoso prepreg
2) Forma turi atlaikyti aukštesnę temperatūrą nei infuzijos procesas (80-140°C)
Tipiškos programos:didelio našumo vėjo turbinų mentės, dideli lenktyniniai laivai ir jachtos, gelbėjimo lėktuvai, traukinių komponentai
10. Neautoklavinis pusiau preg SPRINT / sijos prepreg SparPreg procesas
Metodo aprašymas:Sunku pašalinti oro burbuliukus tarp sluoksnių arba persidengiančių sluoksnių kietėjimo metu, kai prepregas naudojamas storesnėse struktūrose (>3 mm).Siekiant įveikti šį sunkumą, į sluoksniavimo procesą buvo įvestas išankstinis vakuumavimas, tačiau žymiai pailgėjo proceso laikas.
Pastaraisiais metais Gurit pristatė patobulintų prepreg gaminių seriją su patentuota technologija, leidžiančia pagaminti aukštos kokybės (mažo poringumo) storesnes laminatas vienu etapu.Pusiau paruoštas SPRINT sudarytas iš dviejų sauso pluošto sluoksnių, sujungiančių dervos plėvelės sumuštinių struktūrą.Įdėjus medžiagą į formą, vakuuminis siurblys gali visiškai išleisti joje esantį orą, kol derva įkaista ir suminkština bei sugeria pluoštą.sukietėjo.
Beam prepreg SparPreg yra patobulintas prepreg, kuris, sukietėjęs vakuume, gali lengvai pašalinti oro burbuliukus iš sujungtos dviejų sluoksnių medžiagos.
medžiagų pasirinkimas:
Derva: dažniausiai epoksidinė derva, yra ir kitų dervų
Pluoštas: nereikalaujama
Pagrindinė medžiaga: dauguma, tačiau ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas aukštai temperatūrai naudojant standartines PVC putas
Pagrindinis privalumas:
1) Storesnėms dalims (100 mm) vis tiek galima tiksliai gauti didelę pluošto tūrio dalį ir mažą poringumą
2) Pradinė dervos sistemos būsena yra tvirta, o efektyvumas yra puikus po kietėjimo aukštoje temperatūroje
3) Leiskite naudoti nebrangų didelio bazinio svorio pluošto audinį (pvz., 1600 g/m2), padidinkite klojimo greitį ir sutaupykite gamybos sąnaudas
4) Procesas yra labai pažengęs, operacija paprasta, o dervos kiekis tiksliai kontroliuojamas
Pagrindiniai trūkumai:
1) Medžiagos kaina vis dar yra didesnė nei sauso pluošto, nors dervos kaina yra mažesnė nei aviacijos ir kosmoso prepreg
2) Forma turi atlaikyti aukštesnę temperatūrą nei infuzijos procesas (80-140°C)
Tipiškos programos:didelio našumo vėjo turbinų mentės, dideli lenktyniniai laivai ir jachtos, gelbėjimo lėktuvai
Paskelbimo laikas: 2022-12-13
